UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSOFACULDADE DE ARQUITETURA ENGENHARIA E TECNOLOGIACOORDENAO DE ENSINO DE ENGENHARIA CIVILESTGIO/TRABALHO DE GRADUAO

PLANO INICIAL DE TRABALHO

ESTUDO SOBRE O REAPROVEITAMENTO DAS CINZAS RESIDURIAS DE USINAS TERMO-ELTRICAS NA CONFECO DE MATERIAIS CIMENTCIOS.

Aluno: Polyana Patrcia Gonalves CostaOrientador: Prof. D.Sc Alex Neves Junior

CUIAB/MTABRIL/2015IdentificaoIdentificao do AlunoNome: Polyana Patrcia Gonalves CostaCurso: Engenharia CivilNmero de matrcula: 201011312020Telefone: (65) 9968-0304E-mail: polyanapgcosta@hotmail.com

Identificao da OrientaoEntidade: Universidade Federal de Mato GrossoEndereo: Av. Fernando Corra da Costa, S/N - Cuiab/MTNome: Alex Neves JuniorDepartamento: Engenharia CivilDisciplinas ministradas: Sistemas estruturais III (AU); Esttica das Estruturas (ESA); Estruturas de Madeira I (ENC);rea de conhecimento: Estruturas e MateriaisTelefone: (65) 8111-1918E-mail: alexnevesjr@gmail.com

Coordenao de Trabalho de GraduaoCoordenador: Prof. D.r Paulo Celso do Couto NinceCarga horria semanal: 2 horasDia: Tera-feira (07h30 s 09h30)

Grade Horria SemanalHorrioSegundaTeraQuartaQuintaSexta

7h30 9h30PontesTGSan. BsicoTGSan. Bsico

9h30 11h30PontesFerroviasFundaesTGFundaes

13h30 15h30ESESESESES

15h30 17h30ESESESESES

18h00 20h00----Administrao----

20h00 22h00----Administrao----

TG- Trabalho de Graduao;ES- Estgio Supervisionado;

introduoApesar do potencial hidrolgico das bacias brasileiras, temos acompanhado o aumento considervel da produo de energia eltrica atravs do funcionamento das termoeltricas, que possuem como principal combustvel o carvo mineral, tendo capacidade instalada de 840MW s no Rio Grande do Sul. (ELETROBRAS CGTEE). A gerao de energia eltrica a partir do carvo, com sua devida importncia estratgica pela localizao geogrfica e integrao com o sistema interligado nacional, representa em torno de 40% da fonte de gerao de energia mundial e 1,5% da energia nacional. Esta , reconhecidamente, mais poluidora que a gerao por usinas hidroeltricas, seja pelos gases de combusto gerados ou pelas cinzas residurias resultantes, alm do alto custo de funcionamento das mesmas, que evidencia o gargalo existente atualmente no Brasil em relao s polticas pblicas de gerao e distribuio de energia.Em relao queima do carvo mineral nas usinas termeltricas, so produzidos uma srie de resduos, dentro dos quais podemos identificar as escrias, cinzas de fundo (pesadas) e cinzas volantes (leves) (Rohde e outros, 2006) e a gesto destes resduos constitui um importante passivo ambiental que no pode ser menosprezado. Paralelamente, a indstria da construo civil vem se aprimorando e buscando cada vez mais alternativas para melhorar a eficincia dos materiais empregados, reduzindo assim o preo de seu produto final, alm da crescente preocupao com o meio ambiente atravs das resolues que tratam sobre a sustentabilidade na construo civil. As cinzas geradas na queima de carvo mineral, apesar de apresentarem caractersticas fsicas, qumicas e mineralgicas dependentes de inmeros fatores como a composio do carvo de origem, as condies de combusto, entre outros, possuem, de forma geral, grande potencial de uso na indstria da construo civil, corroborado por diversas pesquisas cientficas (Ferret, 2004. Sabedot, s.d.) e podem constituir uma alternativa interessante de reaproveitamento na confeco de novos materiais. Desta forma o presente estudo tem por objetivo avaliar a possibilidade de reaproveitamento das cinzas residurias de termoeltricas, para substituio parcial do cimento Portland na confeco de pastas cimentcias. Sero realizados ensaios de Anlise Trmica Diferencial No Convencional (NCDTA), Termogravimetria (TG), Termogravimetria Derivativa (DTG), Fluorescncia de Raios-X (FRX), Difrao de Raios-X (DRX), Resistncia Mecnica Compresso Simples, Ensaios de Absoro Total e Absoro de gua por Capilaridade, para caracterizao qumica, mecnica e de porosidade das pastas estudadas.

TemaEstudo do reaproveitamento das cinzas residurias de termoeltricas, como aditivo pozolanico em pastas cimentcias.

rea de estudoMateriais de Construo Civil.

ProblemaAs cinzas residurias de termoeltricas, podem ser utilizadas na confeco de materiais de construo base de cimento Portland?

Hiptese:Por ser uma blenda de composio qumica variada (Sulfato de clcio, sulfito de clcio, Ca(OH)2, Mg(OH)2, CaCO3 e MgCO3 e etc), para a utilizao desta cinza, critrios tcnicos e cientficos devem ser obedecidos para que sua substituio parcial ao cimento Portland no afete ou prejudique as reaes de hidratao e o desempenho do material final em uso. A longo prazo, materiais base de cimento Portland com este tipo de cinza, apresentaro desempenho mecnico satisfatrio, para possveis aplicaes como materiais de construo, atuando principalmente como material pozolnico.

OBJETIVOS1. Verificar a influncia da cinza nas reaes de hidratao de materiais base de cimento Portland.

2. Verificar o potencial pozolanico destas cinzas em matrizes de cimento Portland.

3. Estudar as propriedades mecnicas e de porosidade das pastas confeccionadas com essas cinzas.

JustificativaGrande parte dos processos industriais existentes geram subprodutos que podem impactar o meio ambiente e aumentar os custos da produo. Estudos sobre materiais de construo de baixo impacto esto em voga na atualidade e tem crescido cada vez mais o interesse deste segmento na incorporao de resduos com o duplo objetivo de diminuir a disposio destes passivos ambientais com o melhoramento das propriedades mecnicas. O Brasil apresenta uma das maiores minas de carvo do mundo, responsvel pela produo de 38% do carvo nacional, localizada na cidade de Candiota-RS onde funciona sua principal consumidora: a Usina Termeltrica Presidente Mdici, que consome anualmente 1,6 milhes de toneladas de carvo gerando grande quantidade de cinzas. Neste contexto, o reaproveitamento das cinzas residurias de termoeltricas, como matria-prima destinada a confeco de materiais de construo civil pode ser considerado como uma alternativa vivel do ponto de vista ambiental e econmico, desde que fundamentada por estudos tcnicos e cientficos que comprovem tambm sua eficincia como material de construo sem prejuzo s suas propriedades principais. Umas das alternativas interessantes para reutilizao nobre desta cinza a sua incorporao como pozolana em materiais base de cimento Portland.

Cronograma preliminar1. Reviso bibliogrfica2. Obteno das cinzas3. Entrega do Plano Inicial de Trabalho 4. Secagem preliminar da cinza.5. Destorroamento da cinza.6. Peneiramento da cinza.7. Caracterizao das matrias primas cimento e cinza (DRX, FRX e Anlise trmica).8. Definio dos traos.9. Monitoramento das reaes de hidratao, por anlise trmica diferencial no convencional (NCDTA) das pastas nos traos definidos.10. Exame de Qualificao 11. Ensaios de porosidade (absoro total e absoro de gua por capilaridade para obteno das propriedades como ndice de vazios e densidade do material)12. Ensaios mecnicos. (obteno das propriedades como mdulo de elasticidade, carga mxima de ruptura e tenacidade).13. Caracterizao da microestrutura das pastas estudadas por MEV, aps o ensaio de compresso.14. Anlise trmica de alquotas dos corpos de prova, aps o ensaio de compresso.15. Anlise dos resultados 16. Entrega e Defesa do Trabalho de Graduao 17. Correes 18. Entrega Definitiva

Quadro 1: Cronograma preliminar

Atividademar.2015abr.2015maio2015jun.2015jul.2015ago.2015set.2015out.2015nov.2015dez.2015

1xx

2x

316 de abril de 2015

4xx

5xx

6

xxx

7

x

8

xxx

9

xxxx

1018 de junho de 2015 Entrega / 22 a 26 de junho de 2015 - Defesa

11xx

12xx

13x

14x

15x

1603 a 06 de novembro de 2015 Entrega / 03 a 13 de novembro de 2015 - Defesa

17x

18x

Bibliografia Bsica

FERRET, Lizete S. Zelitas de cinzas de carvo: sntese e uso. 2004. 154 f. Tese (Doutorado em Engenharia). Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2004.

CORDEIRO, Guilherme C. Utilizao de cinzas ultrafinas do bagao de cana-de-aucar e da casca de arroz como aditivos mineirais em concreto. 2006. 485 f. Tese (Doutorado em Cincias de Engenharia Civil). COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2006.

SABEDOT, Sydney et al. Caracterizao e aproveitamento de cinzas da combusto de carvo mineral geradas em usinas termeltricas. Pagina disponvel em: http://www.ufrgs.br/rede-carvao/Sess%C3%B5es_B4_B5_B6/B6_ARTIGO_01.pdf Acesso em: 06 de Abril de 2015.

Renedo M.J., Pesquera C., Gonzalez F., Fernandez J., 2013, Use of tg-dsc-ms and gas analyzer data to investigate the reaction of co2 and so2 with ca(oh)2 at low temperature, Chemical Engineering Transactions, 35, 739-744 DOI:10.3303/CET1335123.

COMPANHIA RIOGRANDENSE DE MINERAO. Jazida de candiota. Disponvel em: Acesso em: 14 de abril de 2015.

CENTRO DE GESTO E ESTUDOS ESTRATGICOS. Roadmap tecnolgico para produo, uso limpo e eficiente do carvo mineral nacional: 2012 a 2035. Braslia, 2012.

COMPANHIA DE GERAO TRMICA DE ENERGIA ELTRICA - ELETROBRAS CGTEE. Eficincia Energtica e Cuidados Ambientais em Empreendimentos a Carvo - a experincia da UTE CANDIOTA III - 350 MW (Fase C da Usina de Candiota). Rio de Janeiro, 2012.

Cuiab, ......../............/..........

................................................OrientandoDe acordo: Em ........./........./........

....................................................Professor Orientador